En el campo de ondas, la fuerza de radiación acústica afecta a dos gotas de líquido
Autores: Zhuk, Oleksandr P.; Zhuk, Yaroslav; Klimchuk, Taras
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
En el campo de ondas, la fuerza de radiación acústica afecta a dos gotas de líquido
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Gotas esféricas
Onda acústica
Fuerza de radiación
Frecuencia de onda incidente
Método de separación variable
Fuerza de radiación acústica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Un sistema de gotas de líquido esféricas inicialmente inmóviles colocadas en otro líquido en el campo de una onda acústica en propagación es considerado. La fuerza de radiación acústica que actúa sobre cada gota de líquido esférica se determina como función de la frecuencia de la onda incidente, haciendo uso de la solución de un problema de dispersión de ondas armónicas planas en un sistema de dos cuerpos esféricos. El problema se resuelve mediante el método de separación de variables. Para satisfacer las condiciones de contorno en superficies esféricas, se utilizan las expansiones de los potenciales de ondas incidentes y reflejadas sobre las funciones de onda esféricas. Las constantes requeridas en la solución se calculan a partir de un sistema infinito de ecuaciones algebraicas, que se resuelve mediante un método de truncamiento. Se establece que el valor de la fuerza de radiación acústica que afecta a cada gota de líquido depende significativamente de las densidades, velocidad del sonido en el líquido externo e interno, así como de la distancia entre las gotas. También se encuentra que la fuerza de radiación acústica tiene la misma o dirección opuesta a la onda sonora incidente dependiendo de su frecuencia. Como resultado, a diferentes frecuencias, las gotas de líquido pueden comenzar a moverse hacia o alejarse unas de otras.
Descripción
Un sistema de gotas de líquido esféricas inicialmente inmóviles colocadas en otro líquido en el campo de una onda acústica en propagación es considerado. La fuerza de radiación acústica que actúa sobre cada gota de líquido esférica se determina como función de la frecuencia de la onda incidente, haciendo uso de la solución de un problema de dispersión de ondas armónicas planas en un sistema de dos cuerpos esféricos. El problema se resuelve mediante el método de separación de variables. Para satisfacer las condiciones de contorno en superficies esféricas, se utilizan las expansiones de los potenciales de ondas incidentes y reflejadas sobre las funciones de onda esféricas. Las constantes requeridas en la solución se calculan a partir de un sistema infinito de ecuaciones algebraicas, que se resuelve mediante un método de truncamiento. Se establece que el valor de la fuerza de radiación acústica que afecta a cada gota de líquido depende significativamente de las densidades, velocidad del sonido en el líquido externo e interno, así como de la distancia entre las gotas. También se encuentra que la fuerza de radiación acústica tiene la misma o dirección opuesta a la onda sonora incidente dependiendo de su frecuencia. Como resultado, a diferentes frecuencias, las gotas de líquido pueden comenzar a moverse hacia o alejarse unas de otras.